Cap. 12

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Compactação dos Solos
Introdução
Processo manual ou mecânico que
visa reduzir o volume de seus vazios
e, assim, aumentar sua resistência,
tornando-o mais estável.
Operação e Observação





Simples;
De grande importância pelo seus efeitos
sobre a estabilização de maciços terrosos;
Relaciona-se com os problemas de
pavimentação e barragens de terra;
Visa melhorar suas características de
resistências, bem como permeabilidade,
compressibilidade e absorção de água;
Compactação ≠ Adensamento
AR
H20
Curvas de Compactação


O aumento do peso específico de um solo
depende da energia dispendida e do teor
de umidade do solo.
Quando se realiza a compactação de um
solo, sob diferentes condições de umidade
e para uma determinada energia de
compactação, a curva de variação dos
pesos específicos g, em função da umidade
h, tem aspecto como:
Curva de Compactacao
Para fins práticos:
gs = g / (1 + h)
Curvas de Compactacao
Curvas de Compactacao
g = d [(1+h)/(1+e)] ga
Se estiver saturado:
e = hd
Assim, a umidade necessária para saturar um solo é:
h = (ga/gs – 1/d)
Ensaios
Ensaio Proctor
Compacta-se a amostra dentro de
um recipiente cilíndrico, com
aprox. 1000 cm³, em 3
camadas sucessivas, sob a ação
de 25 golpes de um soquete,
pesando 2,5 kg, caindo de 30
cm de altura.
Repete-se para vários h,
determinando-se, para cada um
deles, o gs. Com valores obtidos
traça-se a curva gs = f(h), de
onde, se obterá hot e gs,max.
A energia de compactação desse
ensaio é de aprox. 6 kg·cm/cm³.
E = PhNn/V
Ensaios
Ensaio Modificado de Proctor
Tendo em vista o maior peso dos
equipamentos atualmente, tornou-se
necessário alterar as condições de ensaio.
Amostra compactada no mesmo molde, com
5 camadas, 25 golpes, peso de 4,5 kg,
altura de queda de 45 cm, energia de 25
kg·cm/cm³.
Ensaios
Ao crescer o esforço de compactação,
o gs,max cresce e a hot decresce
ligeiramente.
Curvas de Resistência
É comum traçar, também, em função da umidade, a curva
de variação da resistência que apresenta o material
compactado; e.g., sua resistência à penetração de uma
agulha padrão.
Índice de resistência decresce quando aumenta o teor de
umidade.
A medida é feita, em geral, pela Agulha de Proctor.
Agulha de Proctor
Permite, por meio de um
dinamômetro, medir o
esforço necessário para
cravar no solo ou no
corpo de prova dentro do
cilindro de Proctor, uma
agulha padronizada.
Observação: Melhor
compactar o solo com
umidade hot, pois se for
h1 < hot, quando
saturado, ele passa para
uma umidade maior e
sua resistência se
tornaria nula.
Curva de Resistência
r1
r2
Compactação de Campo

A passagem, pura e simplesmente,
de um rolo compactador na
superfície do aterro lançado, não
resolve o problema, pois esse só
compacta uma camada
relativamente fina.
Assim, impõe-se a compactação dos
aterros por camadas.
Principais Compressores

Rolo liso: Tem a vantagem de que a
superfície de contato com o solo é
pequena e, portanto, a compressão atinge
pequenas profundidades.
 Nos solos moles afundam
demasiadamente, o que dificulta a
tração.

São indicados somente para a
compactação de pedregulhos, areias,
pedra britada, lançadas em camadas de
não mais de 15 cm.
Principais Compressores

Rolo pneumático: É caracterizado pela
pressão de área de contato com o solo, as
quais dependem da pressão de
enchimento dos pneus e do peso do
compressor.



É indicado para solos de granulação fina
arenosa.
Tem o inconveniente de deixar superfícies
lisas entre as camadas.
Então será necessário escarificar a superfície
de contato entre as mesmas.
Principais Compressores


Rolo pé-de-carneiro: principal
vantagem é o entrosamento perfeito
entre as camadas compactadas e o
pisoteamento do solo de cada camada
resultando numa entrosagem de torrões
de solo.
Vibradores: Ótimos para compactar
areias (os pé-de-carneiro ou pneumático
não são eficientes). Camadas de 15 cm.
Principais Compressores
Principais Compressores
Controle de Compactação

Para verificar se a compactação está
sendo feita devidamente, deve-se
determinar sistematicamente h e gs do
material.

Para esse controle pode ser utilizado o
“speedy” na determinação da umidade, e
o processo do “frasco de areia” na
determinação do peso específico.
Controle de Compactação

Grau de compactação:


Gc = [gs(campo)/gs,max(lab)]  100
Não atingida a compactação desejada, revolve e
recompacta.

Razão de compactação (não normalizado):

CR(%) = [(gs - gs,min)/( gs,max - gs,min)]  100

Grau de empolamento = (gs,max/gs,nat)
Deve-se realizar um grande número de ensaios e
depois analisá-los estatisticamente.
Ensaio Califórnia

Ensaio de grande valor na técnica
rodoviária.

É a base do conhecido método de
dimensionamento de pavimentos
flexíveis, introduzido por Porter em
1929.
Ensaio Califórnia (Seqüência)



Determinação da hot e do gs,max
Determinação das propriedades
expansivas do material
Determinação do I.S.C.
Ensaio Califórnia


Num molde de cilindro com aprox.
diâmetro = 15 cm, altura = 17,5 cm,
colarinho de 5 cm. Como fundo falso usase um “disco espaçador”.
Ensaio de compactação: Com o
material que passa na peneira de 191,1
mm realiza-se o ensaio: 55 golpes, peso
de 4,5 kg, H = 45 cm. Determina-se hot e
gs,max.
Ensaio Califórnia



Ensaio de expansão: É feita moldando-se um corpo de
prova com umidade ótima. Sobre a amostra coloca-se um
papel filtro e, acima deste, um disco perfurado, munido de
uma haste ajustável, com sobrecarga de discos anulares
(equivalente ao peso do pavimento) a qual não deverá ser
inferior a 4,5 kg. A seguir imerge-se o cilindro com a
amostra compactada, junto com o disco e a sobrecarga,
dentro de um depósito cheio de água, durante 4 dias, ou
menos se o material não for coesivo.
Sobre a haste coloca-se um extensômetro. Cada 24 horas,
durante 4 dias, fazem-se leituras.
Considera-se que os subleitos bons tenham expansões <
3%, os materiais para sub-bases < 2% e para bases < 1%.
Determinação do I.S.C.



Preparam-se 3 corpos de
prova a hot: 55, 26 e 12
golpes; determinam-se h
umidades e gs
Satura-se cada uma
durante 4 dias, para
reproduzir condição
desfavorável
Mede-se as resistências à
penetração de cada uma
com um pistão de D = 5
cm com v = 1,25 mm/min.
Ensaio Califórnia
Traça-se a curva pressão-penetração


As pressões, assim obtidas, expressas em % das “pressões
padrões”, denomina-se I.S.C.
Estas pressões padrões, que correspondem à resistência que
apresenta a pedra britada, são as reproduzidas no Quadro 2.
Ensaio Califórnia
Quadro 2
Penetração


Pressão padrão
mm
pol
kg/cm²
lb/pol²
2,54
5,08
7,62
10,16
12,70
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
70
105
133
161
182
1.000
1.500
1.900
2.300
2.600
Geralmente o I.S.C. empregado no projeto de pavimentos
flexíveis é o que corresponde à penetração de 0,1”, a menos
que o índice para 0,2” seja maior, caso em que este será
dotado.
Assim, se chamarmos de p a pressão determinada para a
penetração 0,1”, o índice de suporte será:
I.S.C. = (p/70)  100
Ensaio Califórnia


Com os índices obtidos para 55, 26 e 12 golpes,
traça-se a curva “peso específico seco – I.S.C.”
O valor do I.S.C. final, para cálculos posteriores,
será o correspondente a 95% do peso específico
máximo, obtido anteriormente.
Espessura de Pavimento

Segundo o método do Corpo de Engenharia dos
EUA,
resultante
da
experiência
e
de
considerações teóricas, a espessura de um
pavimento flexível para pistas de aeroportos e da
por:
 1
1 
e  P


8
,
1
CBR
p



e = espessura do pavimento, em polegadas
P = pressão de inflação dos pneus, em lb/pol2
p = carga da roda simples, em libras
CBR ou ISC = índice de suporte do subleito
Japao
Japao
Japao
Japao
Japao

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